(57)【要約】  本発明は、動脈ラインと、血液ポンプと、血液処理ユニットと、静脈ラインとを含む体外血液回路を有する血液処理デバイスに関し、動脈ライン及び静脈ラインを、患者の血管に接続することができ、血液処理デバイスは、評価及び制御ユニットを有し、評価及び制御ユニットは、（ａ１）体外血液回路に接続された患者の血管内の血液再循環量を決定する段階と、（ｂ）（ａ１）に従って決定された血液再循環量を用いて、かつ患者の心拍出量に関して与えられた値又は同様に以前に決定された値を用いて血管内の血流量を計算する段階とを実施するように構成されている。【選択図】図１
2019510598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動脈ラインと、血液ポンプと、血液処理ユニットと、静脈ラインとを含む体外血液回路を有し、前記動脈ライン及び静脈ラインを患者の血管に接続することができ、評価及び制御ユニットを有する血液処理デバイスであって、
前記評価及び制御ユニットは、
（ａ１）前記体外血液回路に接続された前記患者の血管内の血液再循環量を決定する段階と、
（ｂ）（ａ１）に従って決定された前記血液再循環量を用いて、かつ前記患者の心拍出量に関して与えられた値又は同様に以前に決定された値を用いて前記血管内の血流量を計算する段階と、
を実施するように構成される、
ことを特徴とする血液処理デバイス。
【請求項２】
血液処理デバイスが、血圧センサを更に有し、
前記評価及び制御ユニットは、
（ａ２）前記血圧センサを用いて測定された圧脈拍の時間推移を評価することによって前記患者の前記心拍出量を決定する段階、
を実施するように更に構成される、
請求項１に記載の血液処理デバイス。
【請求項３】
血液処理デバイスが、前記体外血液回路の前記動脈ラインに配置されたボーラスセンサを更に有し、
前記評価及び制御ユニットは、
（ａ１）前記体外血液回路に接続された前記患者の血管内の前記血液再循環量を前記ボーラスセンサの信号を用いて決定する、
方式で段階（ａ１）を実施するように構成される、
請求項１または２に記載の血液処理デバイス。
【請求項４】
前記評価及び制御ユニットは、段階（ｂ）で前記血流量を決定する時に、前記血液再循環量及び前記心拍出量に加えて、体外血流量と血液処理デバイス内の流体の流出流量とを更に考慮するように構成されている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の血液処理デバイス。
【請求項５】
前記評価及び制御ユニットは、前記血管への前記動脈ライン及び前記静脈ラインの通常及び／又は逆転接続に関する前記再循環量に対する限界値を対応する血管内の前記血流量が前記心拍出量の特定の分量を最大値として達成することができるという仮定の下に定めるように構成されている、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の血液処理デバイス。
【請求項６】
前記評価及び制御ユニットは、前記決定された再循環量をこれらの限界値と比較し、かつ該比較に基づいてそれをグループ分けするように構成されている、
請求項５に記載の血液処理デバイス。
【請求項７】
血液処理デバイスが、前記評価及び制御ユニットと通信する出力ユニットを更に有し、
前記出力ユニット及び前記評価及び制御ユニットは、前記決定された再循環量の前記グループ関連付けに基づいて異なる信号をユーザに出力するように構成されている、
請求項６に記載の血液処理デバイス。
【請求項８】
３つのグループ：
（１）前記決定された再循環量が、通常接続に対して前記限界値よりも低い、
（２）前記決定された再循環量が、通常接続に対して前記限界値よりも高いが、逆転接続に対して該限界値よりも低い、
（３）前記決定された再循環量が、逆転接続に対して前記限界値よりも高い、が区別されている、
請求項６又は７に記載の血液処理デバイス。
【請求項９】
前記評価及び制御ユニットは、前記決定された再循環量がグループ（８）に関連付けられた時に、前記血液ポンプの搬送性能を引き下げ、かつ段階（ａ１）及び（ｂ）の実施が繰り返されるように構成されている、
請求項８に記載の血液処理デバイス。
【請求項１０】
前記評価及び制御ユニットは、それぞれの前記血管内の前記決定された血流量が上側閾値を超える時又は下側閾値よりも低下する時に警告信号を出力するように構成されている、  請求項１ないし９のいずれか１項に記載の血液処理デバイス。
【請求項１１】
動脈ラインと、血液ポンプと、血液処理ユニットと、静脈ラインとを含む体外血液回路を有し、該動脈ライン及び静脈ラインを患者の血管に接続することができ、評価及び制御ユニットを有する血液処理デバイスであって、
前記評価及び制御ユニットは、前記体外血液回路に接続された前記患者の血管内の血液再循環量を決定し、かつ該決定された再循環量を同様に決定された又は予め定められた限界値と比較し、かつ該比較に基づいてそれをグループ分けするように構成されている、
ことを特徴とする血液処理デバイス。
【請求項１２】
血液処理デバイスが、前記体外血液回路の前記動脈ラインに配置されたボーラスセンサを更に有し、
前記評価及び制御ユニットは、前記ボーラスセンサの信号を用いながら前記血液再循環量を決定するように構成されている、
請求項１１に記載の血液処理デバイス。
【請求項１３】
血液処理デバイスが、前記評価及び制御ユニットと通信する出力ユニットを更に有し、
前記出力ユニット及び前記評価及び制御ユニットは、前記決定された再循環量の前記グループ関連付けに基づいて異なる信号をユーザに出力するように構成される、
請求項１１又は１２に記載の血液処理デバイス。
【請求項１４】
３つのグループ：
（１）前記決定された再循環量が、通常接続に対して前記限界値よりも低い、
（２）前記決定された再循環量が、通常接続に対して前記限界値よりも高いが、逆転接続に対して該限界値よりも低い、
（３）前記決定された再循環量が、逆転接続に対して前記限界値よりも高い、が区別されている、
請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載の血液処理デバイス。
【請求項１５】
前記評価及び制御ユニットは、前記決定された再循環量がグループ（２）に関連付けられた時に、前記血液ポンプの搬送性能を引き下げ、かつ前記血液再循環量の前記決定が繰り返されるように構成されている、
請求項１４に記載の血液処理デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動脈ラインと、血液ポンプと、血液処理ユニットと、静脈ラインとを含む体外血液回路を有する血液処理デバイスに関し、動脈ライン及び静脈ラインを、患者の血管に接続することができ、血液処理デバイスは、患者の関連血管内の血流量を決定するための評価及び制御ユニットを有する。
【背景技術】
【０００２】
効率的な体外血液処理、例えば、効率的な透析に対する要件は、実用的な血管アクセスの存在である。
【０００３】
従って、体外血液処理では、動静脈瘻（フィステル）が、一般的に橈骨動脈と橈側皮静脈の間の下腕内に人工的に確立される。この動脈と静脈の短絡によって血管圧が増大し、この増大は、低い組織抵抗によって引き起こされる。すなわち、関連血管内で高い血流量が得られる。
【０００４】
更に、実用的な血管アクセスを確保するために、関連の指針では様々な方法が推奨されている。これらの方法は、血管アクセスからの除去時の再循環量の測定と、Ｓｃｈｎｅｄｉｔｚ他著（１９９８年）「ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ａｃｃｅｓｓ  ｆｌｏｗ  ｄｕｒｉｎｇ  ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ  ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｉｎｆｕｓｉｏｎ  ａｐｐｒｏａｃｈ」、ＡＳＡＩＯ  Ｊｏｕｒｎａｌ、第４４巻、７４ページ以降から公知であるもののような血管アクセス内の血流量の決定とを含む。しかし、再循環量の値に基づく場合は血管アクセスの非常に大雑把な評価しか行うことができない。血管アクセス内の血流量の測定は、動脈針と静脈針との一時的な交換を必要とし、このために特殊な使い捨て針とユーザの作業とが必要である。
【０００５】
例えば、従来技術では、希釈測定に基づいて瘻血流量を決定することは、ＷＯ  ２０１１／１３１３５８  Ａ２から公知である。特許ＥＰ  ０  ７７３  ０３５  Ｂ２及びＥＰ  １  ５７６  ３４１  Ｂ１も、瘻血流量を決定する主題を取り扱っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ  ２０１１／１３１３５８  Ａ２
【特許文献２】ＥＰ  ０  ７７３  ０３５  Ｂ２
【特許文献３】ＥＰ  １  ５７６  ３４１  Ｂ１
【特許文献４】ＤＥ  １０  ２０１２  ００７  ０８１  Ａ１
【特許文献５】ＵＳ  ２０１１／００３４８１３  Ａ１
【特許文献６】ＥＰ  ０  ５６９  ５０６  Ｂ１
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｓｃｈｎｅｄｉｔｚ他著（１９９８年）「ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ａｃｃｅｓｓ  ｆｌｏｗ  ｄｕｒｉｎｇ  ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ  ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｉｎｆｕｓｉｏｎ  ａｐｐｒｏａｃｈ」、ＡＳＡＩＯ  Ｊｏｕｒｎａｌ、第４４巻、７４ページ以降
【非特許文献２】Ｓｃｈｎｅｄｉｔｚ他著（２００３年）「Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ  ｏｆ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｂｙ  ｔｈｅ  Ｂｌｏｏｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒ」、Ｓｅｍｉｎａｒｓ  ｉｎ  Ｄｉａｌｙｓｉｓ、第１６巻、４８３ページ以降
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、血管アクセス内の血流量の簡単で確実な測定を可能にする体外血液処理のためのデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の背景に対して、本発明は、動脈ラインと、血液ポンプと、血液処理ユニットと、静脈ラインとを含む体外血液回路を有する血液処理デバイスに関し、動脈ライン及び静脈ラインを、患者の血管に接続することができ、血液処理デバイスは、評価及び制御ユニットを有する。本発明によれば、血液処理デバイスは、評価及び制御ユニットが、（ａ１）体外血液回路に接続された患者の血管内の血液再循環量を決定する段階と、（ｂ）（ａ１）に従って決定された血液再循環量を用い、更に患者の心拍出量に関して与えられた値又は同様に以前に決定された値を用いて血管内の血流量を計算する段階とを実施するように構成されることを特徴とする。
【００１０】
血液処理デバイスは、例えば、透析機器又はアフェレーシス機器とすることができる。血液処理ユニットは、例えば、透析器又は血漿フィルタとすることができる。
【００１１】
実施形態では、血液処理デバイスは血圧センサを更に有し、評価及び制御ユニットは、段階（ｂ）の前に（ａ２）血圧センサを用いて測定された圧脈拍の時間推移を評価することによって患者の心拍出量を決定する段階を実施するように更に構成される。血圧センサは、直接患者において、例えば、患者の腕又は手首において血圧を測定するのに適するとすることができる。適切な圧力センサは、圧電圧力センサを含む。
【００１２】
従って、本発明のフレームワーク内では、心拍出量は、オシロメトリー血圧測定から決定することができる。例えば、血圧を決定するためのそのようなオシロメトリー血圧測定の評価は公知である（ＤＥ  １０  ２０１２  ００７  ０８１  Ａ１を参照されたい）。
【００１３】
心拍出量を決定するための脈波解析に基づく方法が従来技術で公知である。これら全ての方法は、心拍出量を決定するために脈波曲線を使用する。本発明による血液処理デバイスの評価及び制御ユニットは、脈波解析に基づくそのような方法を用いて心拍出量を決定し、それを段階（ｂ）に対して使用するように構成することができる。
【００１４】
脈波解析に基づく適切な方法は、例えば、ＵＳ  ２０１１／００３４８１３  Ａ１により詳細に記載されているインパルス応答法、又はＥＰ  ０  ５６９  ５０６  Ｂ１により詳細に記載されているモデルフロー法を含む。
【００１５】
市販のＳＭＴ  ｍｅｄｉｃａｌ  ＧｍｂＨ社の「Ｖｉｃｏｒｄｅｒ」デバイスに使用されているもののような平均動脈血圧、中心静脈圧、及び末梢抵抗からの心拍出量の決定が好ましい。
【００１６】
実施形態では、血液処理デバイスは、体外血液回路の動脈ラインに配置されたボーラスセンサを更に有し、評価及び制御ユニットは、段階（ａ１）を体外血液回路に接続された患者の血管内の血液再循環量をボーラスセンサの信号を用いて決定する（ａ１）方式を用いて実施するように構成される。
【００１７】
実施形態では、血液処理デバイスは、制御ユニットとアクチュエータとを有し、アクチュエータは、ボーラス投与を体外血液回路に配置された血液ポンプの下流及び／又は血液処理ユニットの下流において行うことができるように構成され、制御ユニットは、測定間隔中にアクチュエータを使用する時にボーラス投与を１回又は複数回行うように構成される。アクチュエータは、例えば、温度ボーラスを生成することを可能にする加熱とすることができる。更に、アクチュエータは、体外血液回路内に開き、濃度ボーラス又は温度ボーラスを生成することを可能にする計量システムとすることができる。
【００１８】
血液処理デバイスは、好ましくは、体外血液回路の静脈ラインに配置されたボーラスセンサを更に有し、評価及び制御ユニットは、動脈ボーラスセンサ及び静脈ボーラスセンサの信号を用いながら患者のこの血管セクションでの血液再循環量を決定するように構成される。特に、評価及び制御ユニットは、この点に関して、信号推移の類似性と、異なるセンサから得られる信号の時間オフセットとを考慮することができる。
【００１９】
１又は複数のボーラスセンサは、温度ボーラスを認識する温度センサとすることができる。
【００２０】
熱希釈を用いた静脈針と動脈針の間の再循環量の測定は、例えば、Ｓｃｈｎｅｄｉｔｚ他著（２００３年）「Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ  ｏｆ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｂｙ  ｔｈｅ  Ｂｌｏｏｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒ」、Ｓｅｍｉｎａｒｓ  ｉｎ  Ｄｉａｌｙｓｉｓ、第１６巻、４８３ページ以降に記載されている。この点に関して、温度ボーラスは、透析器の下流の血液側で生成され、静脈ホースシステム及び動脈ホースシステムにあるセンサシステムによって検出される。再循環量は、静脈側で測定された温度ボーラスと動脈側で測定された温度ボーラスとの比較によって計算される。予め決められた測定精度は±２％程度である。これらの値の解釈は、患者の生体パラメータ又は処理パラメータを考慮することなく行われる。この場合に、値＜１０％は、一般的に正常な心肺再循環量と見なされ、それに対してそれよりも大きい値は、例えば、動脈針と静脈針との交換に起因する血管アクセス内の再循環量の存在の指標として評価される。
【００２１】
実施形態では、評価及び制御ユニットは、段階（ｂ）において血流量を決定する時に、血液再循環量及び心拍出量に加えて体外血流量と血液処理デバイス内の流体の流出流量とを考慮するように更に構成される。体外血流量Ｑbは、例えば、動脈ラインに存在する血液ポンプの搬送速度を設定することによって設定することができる。血液処理デバイス内の流体の流出流量は、特に限外濾過速度とすることができる。この流出流量は、例えば、同じく透析器に接続された透析液システムに配置されたＵＦポンプを用いて設定することができる。
【００２２】
実施形態では、評価及び制御ユニットは、血管への動脈ライン及び静脈ラインの通常接続及び／又は逆転接続に関する再循環量に対する限界値を対応する血管内の血流量が心拍出量の特定の分量に最大値として到達することができるという仮定の下に定めるように構成される。血流量が最大値として到達することができる心拍出量中の最大分量は、例えば、５０％とすることができる。従って、再循環量に対する限界値は、順針位置と逆針位置とにおいて定めることができる。限界値は、体外血液回路内の流量に依存して異なる。
【００２３】
実施形態では、評価及び制御ユニットは、決定された再循環量を限界値と比較し、この比較に基づいて再循環量をグループ分けするように構成される。
【００２４】
実施形態では、デバイスは、評価及び制御ユニットと通信する出力ユニットを更に有し、出力ユニット及び評価及び制御ユニットは、決定された再循環量のグループ関連付けに基づいて異なる信号をユーザに対して出力するように構成される。出力ユニットは、例えば、音響信号及び／又は視覚信号をユーザに出力することができる。
【００２５】
実施形態では、（１）決定された再循環量が通常接続に対して限界値よりも低いグループ、（２）決定された再循環量が通常接続に対して限界値よりも高いが、逆転接続に対して限界値よりも低いグループ、（３）決定された再循環量が逆転接続に対して限界値よりも高いグループという３つのグループが区別される。
【００２６】
信号出力に関して、決定された再循環量をグループ（１）に関連付けることができる場合に、血管への体外血液回路の正しい接続を示す信号を出力することができ、及び／又は決定された再循環量をグループ（３）に関連付けることができる場合に、動脈接続と静脈接続との交換を示す信号を出力することができる。
【００２７】
実施形態では、評価及び制御ユニットは、決定された再循環量がグループ（２）に関連付けられた時に、血液ポンプの搬送性能を引き下げ、段階（ａ１）及び（ｂ）の実施を繰り返すように構成される。
【００２８】
実施形態では、評価及び制御ユニットは、それぞれの血管内の決定された血流量が上側閾値を超えた時又は下側閾値よりも低下した時に警告信号を出力するように構成される。
【００２９】
この場合に、本発明により動脈針と静脈針との交換によって決定された値の確認及び既知の方法の使用を示すことができる。下側閾値は、例えば、３００ｍｌ／ｍｉｎ又は５００ｍｌ／ｍｉｎとすることができ、上側閾値は、例えば、２０００ｍｌ／ｍｉｎ又は１５００ｍｌ／ｍｉｎとすることができる。
【００３０】
評価及び制御ユニットは、好ましくは、データ収集に必要とされる透析デバイスでの介入（例えば、特定の速度での血液ポンプの作動又は温度ボーラスの投与）を開始することができる。評価及び制御ユニットは、デバイスを制御するために決定されたデータ又は結論（例えば、それぞれの血管内の血流量、針の正接続又は逆転接続、正しいアクセスに関する信号のような）が自動的に使用されるように構成することができる。
【００３１】
実施形態では、血液処理デバイスは、評価ユニットによって決定されたデータ又は結論（上記を参照されたい）をユーザに出力する音響出力及び／又は視覚出力を有する。
【００３２】
本発明は、更に、血液処理デバイス、好ましくは、本発明による血液処理デバイスの体外血液回路に接続された患者の血管内の血流を決定する方法を含む。この点に関して、血管内の再循環量を決定し、この再循環量と、同じく決定された又は別の方式で推定された心拍出量に関する値とをベースとして用いて患者のそれぞれの血管内の血流を決定するものとする。
【００３３】
最初に示す目的に加えて、本発明の更に別の目的は、血管アクセスの品質の決定を可能にする体外血液処理のためのデバイスを提供することである。
【００３４】
この点に関して、本発明は、動脈ラインと、血液ポンプと、血液処理ユニットと、静脈ラインとを含む体外血液回路を有する血液処理デバイスに関し、動脈ライン及び静脈ラインは、患者の血管に接続することができ、血液処理デバイスは、評価及び制御ユニットを有する。本発明により、評価及び制御ユニットは、体外血液回路に接続された患者の血管内の血液再循環量を決定し、決定された再循環量を同じく決定された又は予め定められた限界値と比較し、この比較に基づいて決定された再循環量をグループ分けするように構成されるものとする。従って、この場合に、再循環量値のグループ分けは、任意的に、血管内の血流を決定することなく行われる。
【００３５】
この点に関して、血液再循環量の決定は、上述のように行うことができる。
【００３６】
この場合に、デバイスは、評価及び制御ユニットと通信する出力ユニットを更に有することができ、出力ユニット及び評価及び制御ユニットは、決定された再循環量のグループ関連付けに基づいて異なる信号をユーザに対して出力するように構成される。この点に関して、出力は、上述のように行うことができる。
【００３７】
ユーザへの出力の代わりとして又はこれに加えて、血液処理デバイスの応答を開始することができる。
【００３８】
ここでもまた、本発明の第１の実施形態と同様に、（１）決定された再循環量が通常接続に対して限界値よりも低いグループ、（２）決定された再循環量が通常接続に対して限界値よりも高いが、逆転接続に対して限界値よりも低いグループ、（３）決定された再循環量が逆転接続に対して限界値よりも高いグループという３つのグループを区別することができる。
【００３９】
同じく本発明の第１の実施形態と同様に、評価及び制御ユニットは、決定された再循環量がグループ（２）に関連付けられた時に、血液ポンプの搬送性能を引き下げ、血液再循環量の決定を繰り返すように構成することができる。
【００４０】
最後に、本発明は、血液処理デバイス、好ましくは、本発明による血液処理デバイスの体外血液回路に接続された患者の血管内の血管アクセスの品質を決定する方法を含む。この点に関して、血管内の再循環量を決定し、決定された再循環量を同じく決定された又は予め定められた限界値と比較し、この比較に基づいて決定された再循環量をグループ分けするものとする。
【００４１】
本発明の更なる詳細及び利点は、図を参照して示す以下の実施形態から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による透析デバイスの実施形態の概略図である。
【図２】２００ｍｌ／ｍｉｎ、３００ｍｌ／ｍｉｎ、及び４００ｍｌ／ｍｉｎの体外血流量に関して心拍出量ＣＯに依存する順針位置及び逆針位置での再循環量の分量Ｒn及びＲxに対して本発明により決定された限界値のプロット図である。
【図３】４００ｍｌ／ｍｉｎから２０００ｍｌ／ｍｉｎまでのＱaの値に関する３００ｍｌ／ｍｉｎの血流量での本発明によるシャント血流量Ｑaの決定での相対誤差のプロット図である。
【図４】３００ｍｌ／ｍｉｎの体外血流量での逆針位置で再循環量の様々な値ＲxでのＣＯに依存するシャント血流量Ｑaのプロット図である。
【図５】交換針及び３００ｍｌ／ｍｉｎの体外血流量の場合のシャント血流量Ｑaの決定での相対誤差のプロット図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
理論的背景
本発明による実施形態による透析デバイスの制御ユニットに格納されたアルゴリズムは、下記で説明する理論的背景に基づいている。
【００４４】
シャント血流量Ｑaを有する血管アクセスを通して処理される心拍出量ＣＯを有する血液透析患者での心肺再循環量は次式のように定められる。
【数１】
2019510598.tif 000003
式１
【００４５】
Ｓｃｈｎｅｄｉｔｚ（１９９８年）により、シャント血流量Ｑaは、既知の体外血流量Ｑb及びＵＦ速度Ｏfを用いて順針位置及び逆針位置での再循環量の分量Ｒn及びＲxを測定することによって決定することができる。この目的で次式のパラメータが定められる。
【数２】
2019510598.tif 000004
式２
【００４６】
それによってＳｃｈｎｅｄｉｔｚ（１９９８年）によって与えられる式は次式になる。
【数３】
2019510598.tif 000005
式３
【００４７】
心拍出量が既知である場合に、Ｑaは、値Ｒn又はＲxの一方だけの把握情報を用いて計算することができる。
【数４】
2019510598.tif 000006
式４
【数５】
2019510598.tif 000007
式５
【００４８】
ＣＯ及びＲnからのＱaの決定誤差は、誤差伝播則に従って以下の通りに推定することができる。
【数６】
2019510598.tif 000008
式６
【数７】
2019510598.tif 000009
式７
【００４９】
式４又は式５から次式が得られる。
【数８】
2019510598.tif 000010
式８
【００５０】
シャント血流量Ｑaが心拍出量ＣＯの最大５０％に達する可能性があるという生理学に基づく仮定の下で、再循環量測定において超過又は低下することができない限界値がＲn及びＲxに対してもたらされる。
【数９】
2019510598.tif 000011
式９
【００５１】
シャント血流量の測定は様々な理由から望ましい。低シャント血流量に加えて、危険な高さのシャント血流量（盗血症候群）を認識するのも重要である。従って、本概念により、シャント血流量Ｑaは、Ｑa＝ＣＯ−Ｑb／ｆnとして計算され、式中のｆnに関してｆn＝Ｒn／１−Ｒnが成り立つ。この場合に、Ｒは再循環率であり、Ｑbは体外血流量である。心拍出量ＣＯ及び再循環量は実験的に決定される。こうして危険な高さのシャント血流量を使い捨て針を用いずに、更にユーザのいかなる介入もなく認識することができる。一実施形態では、本概念は、ボーラスの導入も行わずにやりくりする。交換針を使用すると、より高い再循環量に起因して、低シャント血流量でより正確な決定が更に想定可能である。
【００５２】
心拍出量の決定は、例えば、次式を用いて行うことができる。
ＣＯ＝（ＭＡＰ−ＣＶＰ）／ＲP
式中のＭＡＰは平均動脈血圧であり、ＣＶＰは中心静脈圧であり、ＲPは末梢抵抗である。「流量＝圧力／抵抗」という原理に従って機能するこの方法は、例えば、市販のＳＭＴ  ｍｅｄｉｃａｌ  ＧｍｂＨ社のＶｉｃｏｒｄｅｒデバイスに使用されている。この点に関して、中心静脈圧は、例えば、中心静脈カテーテルを用いて測定又は推定することができ、手作業で入力することができ、末梢抵抗は、脈波曲線の立ち下がり側稜から決定することができる。
【００５３】
実施形態
本発明による透析デバイスの実施形態の概略図を図１に示している。
【００５４】
この図では、透析デバイスを全体的に参照番号１で印している。透析デバイス１は、血液ポンプ４を有する動脈ライン３と、透析器５と、静脈ライン６とを公知の方式で含む体外血液回路２を有する。動脈ライン３及び静脈ライン６は、動脈針７又は静脈針８によって患者１０の血管９に接続される。
【００５５】
血液チャンバ１２を透析器５内の透析液チャンバ１３から分離する半透膜１１が、透析器５に配置される。体外血液回路２の動脈ライン３及び静脈ライン６は、血液チャンバ１２に接続される。透析液チャンバ１３には透析液システム１４が接続され、透析液システム１４は、透析液を調製するための装置１５と、透析器５への供給ライン１６と、透析器５からの流出ライン１７とを含む。流出ライン１７内には、図には示していない限外濾過ポンプを配置することができる。
【００５６】
この図には、体外血液回路２内の血流量の方向及び透析液システム１４内の透析液の方向を矢印に示している。
【００５７】
透析デバイス１は、評価及び制御ユニット１８と出力ユニット１９とを更に含む。
【００５８】
両方が動脈ライン３及び静脈ライン６の場所にあるそれぞれの針の近くに温度センサ２０及び２１がそれぞれ配置される。
【００５９】
デバイス１は、静脈血液ライン内の血液温度を変更するための図には示していない手段を更に含む。これらの手段は、例えば、血液温度の変更の目的で評価及び制御ユニット１８の要求に従って装置１５内で生成される透析液の温度を変更する段階を含むことができる。これに代えて、血液温度の変更は、例えば、血液ホースシステムに取り付けられたペルチェ要素によって行うことができる。
【００６０】
最後に、デバイス１は、例えば、上腕上の血圧バンドによってＣＯを決定するのに適切な患者の脈波曲線の推移を測定するためのセンサ２２を含む。センサは、制御評価ユニット１８に図には示していない方式で接続される。
【００６１】
装置の作動時には、血液ポンプ４が、血液を患者の血管９から動脈針７を通して体外血液回路２の動脈ライン３内に吸い込み、次いで、血液を透析器５、静脈ライン６、及び静脈針８を通して患者１０の血管９内に給送して戻す。温度ボーラスを投与した後に、浄化されて戻る血液の時間的温度推移がセンサ２２〇及び２１において測定され、測定値が、評価及び制御ユニット１８に伝達される。次いで、評価及び制御ユニット１８において、Ｓｃｈｎｅｄｉｔｚ（２００３年）に記載されているように再循環量Ｒが決定される。更に、血圧センサにおいてオシロメトリー血圧測定によって心拍出量が決定される。
【００６２】
これに代えて、心拍出量は、例えば、心エコー図検査からもたらされる既知の１回拍出量ＶCOを用いて推定するか又は心拍数ｖを測定し、ＣＯ＝ｖ・ＶCOを用いて７０ｍｌの標準値として推定することができる。
【００６３】
Ｒ及びＣＯを決定した後に、患者１０の血管９内の血流量を決定するために、血液ポンプ４の既知の搬送速度及び限外濾過速度を用いて、上記で詳細に提示した計算がここで評価及び制御ユニット１８において実施される。結果は、例えば、出力ユニット１９において出力することができ、ネットワークのようなあらゆる望ましい通信方式によって伝達することができ、及び／又はデバイス１の制御に向けて自動的に使用することができる。
【００６４】
結果の解釈及び使用
結果は、以下で説明する方式で解釈するか又は使用することができる。
【００６５】
心拍出量ＣＯが再循環量Ｒの測定の時間的の近くで測定又は推定される場合に、順針位置及び逆の針位置で、再循環量Ｒn及びＲxに対する限界値Ｒn,crit及びＲx,critを体外血流量及びＵＦ速度に関する既知の値を一緒に用いて式９に従って計算することができ、更にＲをこれらの値と比較することができる。図２は、心拍出量ＣＯに依存する式９に従って２００ｍｌ／ｍｉｎ、３００ｍｌ／ｍｉｎ、及び４００ｍｌ／ｍｉｎの体外血流量に関して計算されたＲn及びＲxに対する限界値を示している。
【００６６】
しかし、本発明の更に別の実施形態では、臨界値は、別の方式で決定する又は予め定めることができる。
【００６７】
様々な場合を区別することができ、それによって様々な結論が与えられる。
【００６８】
Ｒ＜Ｒn,critである場合に、心肺再循環量のみが存在する。従って、シャント血流量は体外血流量よりも大きく、動脈針及び静脈針は正しく穿刺されてホースシステムに接続される。これは、出力ユニット１９を用いてあらゆる望ましい方式でユーザに通知することができる。
【００６９】
更に式４を用いてシャント血流量Ｑaを推定することができる。図３は、３００ｍｌ／ｍｉｎの血流量の場合に再循環量測定での±１％の誤差及びＣＯ及びＱbの決定での±１０％の誤差という仮定の下で式６に従って４００ｍｌ／ｍｉｎから２０００ｍｌ／ｍｉｎまでのＱaの値に関して計算されたＱaの決定での相対誤差を示している。これらの相対誤差から、測定精度が、低いＱa値の場合に非常に制限されることが明らかになる。それにも関わらず、全ての場合にＱa＞Ｑbが確実である。高いシャント血流量では相対誤差が低下するので、Ｑaの決定を危険な高さのシャント血流量を認識することを可能にするために使用することができる。シャント血流量＞２０００ｍｌ／ｍｉｎは、患者の心臓を押圧し、これは、高い死亡率をもたらす。同時に、これらの高さのシャント血流量は、血管アクセス（一般的に手首に近い）から遠位の体肢、すなわち、特に手及び指の血行不足をもたらし、これは、これらの体肢への損傷及び患者の障害をもたらす場合がある。従って、Ｒn及びＣＯから決定されたシャント血流量に基づいて、過度に高いシャント血流量の警告を生成することができる。説明した方法を用いて＜６００ｍｌ／ｍｉｎという過度に低いシャント血流量又は過度に高いシャント血流量が検出された場合に、この時点でユーザに対してシャント血流量のより正確な決定に向けて針を交換するように促すことができ、この場合に、この交換は、この目的で使い捨て針が既に存在する場合は有利かつ容易に可能である。それに続いてＲxの決定から式３に従ってＱaをより正確に決定することができ、Ｒn及びＣＯの決定は、次に、事前選別としてのみ寄与するであろう。
【００７０】
Ｒ＞Ｒx,critが成り立つ場合に、血管再循環量が非常に高く、動脈針と静脈針との交換は高い確率で見込まれる。更に、これは、ユーザに出力ユニット１９を用いてあらゆる望ましい方式で通知することができる。
【００７１】
図４は、３００ｍｌ／ｍｉｎの体外血流量の場合に様々なＲx値において式５に従ってＣＯに依存するシャント血流量Ｑaのプロット図を示している。このブロット図から、特に低いシャント血流量（＜８００ｍｌ／ｍｉｎ）においてシャント血流量を測定再循環量Ｒxのみから決定することができること、及びＱa＜１／４ＣＯの時にＣＯの値がシャント血流量の値に殆ど影響を及ぼさないことを認めることができる。これは、式７に従ったＱaの決定での相対誤差を３００ｍｌ／ｍｉｎの体外血流量の場合にプロットした図５においても認めることができる。従って、シャント血流量は、順針方向での再循環量測定を必要とすることなくＣＯの不正確な把握情報のみを用いて交換した針を用いた再循環量測定だけによって決定することができる。従って、シャント血流量を決定するのに必要とされる時間を有意に短縮することができる。針の交換は、一般的にユーザが対応する使い捨て針を用いて手作業で行わなければならない。既に不正確に存在する針交換の場合に、シャント血流量は、再循環量及びＣＯの測定から針交換が認識された状態で式５を用いて与えることができる。
【００７２】
Ｒn,crit＜Ｒ＜Ｒx,critが成り立つ場合に、動脈針と静脈針の間には、これらの針の好ましくない位置決め（例えば、互いに近過ぎる）に起因してもたらされる可能性がある部分再循環量が存在する。これに代えて、体外血流量がシャント血流量よりも大きい場合がある。評価及び制御ユニット１８は、再循環量測定が低下した血流量Ｑb’によって自動的に実施されるようにこれら２つのシナリオを区別するように構成されるとすることができる。次いで、決定された値Ｒ’がＲn,critよりも低い場合に、ＱaはＱb’とＱbの間にある。
【００７３】
要約すると、本発明は、取りわけ過度に高いシャント血流量を認識する可能性を提供することをもたらす。非常に高いシャント血流量は医学的に望ましくない。本発明により、再循環量は、例えば、温度ボーラスを投与することによって決定され、心拍出量は、例えば、オシロメトリー血圧測定によって決定される。シャント血流量は、これら両方から式４を用いて計算される。このシャント血流量は、取りわけ、非常に高い血流量での比較的小さい誤差しか伴わずに決定することができる。本発明は、更に、再循環量の２つの限界値の決定及び対応する結論の導出を可能にする。本発明の更に別の態様は、特に、再循環量と限界値の比較、及び限界値がどのようにして決定されるかとは無関係の結論の導出を取り扱うものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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